数字卫星广播与微波技术(1)

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1、数字卫星广播与微波技术第1章概论1．1卫星广播1.1.1简史通信网络和广播电视覆盖的三种基本传输方式为：光缆、卫星、和微波。目前，广播电视三种传输方式主要有：地面无线的传输形式、有线网络传输、卫星传输。微波中继最早出现在20世纪40年代，卫星广播诞生于20世纪60年代。数字卫星广播于1994年首次出现在美国，我国于1995年引入。目前，数字卫星广播已经成为覆盖全国的主要方式。微波是指频率高于1000MHz（1GHz）的无线电波，按照波长可分为分米波，厘米波，毫米波等波段。微波中继站一般间距在50km左右。微波中继具有抗重大自然

2、灾害的特点。卫星通信由英国科幻小说家阿瑟C克拉克于1945年首次提出。1984年4月8日，我国成功发射第一颗试验通信卫星“东方红一号”。1.1.2模拟卫星广播：模拟卫星广播系统可以分为上行地球站、通信卫星、卫星接收站三个子系统。上行地球站的功能：首先对电视台播控中心传来的信号进行基带处理，然后进行中频调制，形成中频信号，其后通过上变频与高功率放大环节产生足够强的微波信号馈送至天线上，进一步将卫星广播上的信号送到在同频轨道上的卫星上。通常上行地球站还具有遥测、监控和跟踪功能。广播卫星的功能：接收发自地球站上的信号，经过低噪声放大

3、，下变频和功率放大等环节，生成卫星广播的下行信号，通过天线将此信号转发到服务区域内。卫星接收站的功能：通过天线接收来自卫星的下行信号，首先经过低噪声放大，下变频和中放等环节，生成卫星接收系内的第一中频信号，该信号通过同60轴电缆传送到室内一个或多个卫星接收机。在接收机内进一步产生第二中频信号，经过中放，解调，视频处理，伴音解调和伴音处理等环节，分别还原出视频信号与音频信号。卫星电视广播中的视频信号采用调频方式（FM），地面电视广播采用的是残边带调幅方式（AM/VSB）。调频方式具有接收弱信号能力强，抗干扰能力强，所需卫星发射功

4、率小的特点。卫星电视广播中的伴音信号分为模拟伴音与数字伴音两种类型。模拟卫星广播的伴音与地面电视广播的区别在于：1.副载波不同。2.采用的伴音预加重和去加重方式不同。数字伴音的优点是：传输容量大，声音质量高，声音与图像信号间的串扰比较小。1.1.3数字卫星广播与模拟卫星广播系统类似，数字卫星广播系统也是由上行地球站、广播卫星与卫星接收站三部分组成的。数字卫星广播的优点：1．一颗卫星可以提供上百套电视节目。通常一个卫星装备24个C波段转发器，每个转发器的带宽为36MHz。采用数字压缩和数字传输技术后，每个电视频道的带宽大约7M左

5、右。2．经济效益好。3．节目传输质量高。4．所需发射功率小。5．能提供多路多声道的优质音频信号。6．能提供多种服务。7．便于实行节目的有条件接收。数字卫星广播的制式：目前，数字卫星广播的制式大至分为两种：DVB-S（欧洲广播联盟的数字广播视频方式）；（美国通用仪器公司开发的方式）两种制式互不兼容，主要差别在于数字信号的传输方式上（信道编码有所60不同）。信源编码都采用MPEG-2压缩方式。DVB-S系统中采用的信号调制方式称为四相相移键控（QPSK）。为尽量减少误码对数字信号传输的影响，采用了卷积码和里德-索罗门码（RS码）的

6、编码方式组成的误码保护方式。DVB-S系统适用于不同带宽的卫星转发器。DVB-S系统允许实行节目的复用。在数字卫星广播系统中根据节目复用的情况，有单路单载波和多路单载波方式之分。单路单载波（SCPC）：多路信号有多个载波。每路信号对各自的载波进行调制，多路信号在射频上频分复用，各路信号可从不同地点上星。由于每个载波只传送一套电视节目，因此卫星上行站传输的符号率就比较低，4-7Mbps，占用的频带也比较窄，一般不超过7MHz。多路单载波（MCPC）：多路信号只有一个载波。多路信号在调制前复用，通过信道编码环节后对载波调制。该方式

7、适用于从一个地点上星的多路信号。由于传送节目多，与SCPC相比，上行站传输的符号率比较高，占用频带也比较宽。直播卫星利用工作在专用卫星广播频段的广播卫星，将广播电视节目直接送到家庭的一种广播方式。又称卫星直接到户（DTH）。技术上两项措施：1.采用Ku波段；2.采用大功率卫星转发器。1.1.4卫星广播的频率范围世界无线电行政大会将卫星通信和广播细分为三大类：固定卫星业务（FSS）、广播卫星业务（BSS）和移动卫星业务（MSS）。1.2微波通信1.2.1微波通信的特点微波是指波长为1米至1毫米或频率为300MHz至300GHz范

8、围内的电磁波。微波通信是指用微波波段的电磁波进行的通信。波长*频率=波速（3*108m/s）微波通信是一种比较先进的通信技术，与短波通信相比，具有通信容量大、传输质量高、抗干扰能力强、投资较少、建设速度快等优点。微波通信主要有以下几个特点：601.频带宽2.传输质量及稳定性好